黄土洞穴危害及其形成演化机制

指出黄土地质灾害的发生主要与地表水的集中入渗有关,而黄土洞穴则往往是地表水在黄土地层中通过各种黄土节理、裂隙集中入渗最为直观的体现.通过野外调查,查明了黄土洞穴对公路工程的危害,并将其对公路工程的破坏归纳为以径流冲蚀作用为主的破坏类型、以渗流潜蚀作用为主的破坏类型、以湿陷潜蚀作用为主的破坏类型、复合作用破坏类型;对每种类型的破坏机理及其各自特点分别进行了概括,认为公路工程对原始地形地貌、汇水条件、土质条件和地层条件的改变是其发生洞穴破坏的根本原因;以黄土洞穴对公路工程的破坏机理为启迪,对黄土洞穴的发展演化机制进行了深入讨论.其成果不仅可深入揭示黄土洞穴的成因,而且对集中渗流作用下黄土地质体稳定性的研究亦具有重要的借鉴意义.     

黄土填方边坡物理模拟过程中微结构变形破坏特征

在黑方台地区,常年发生大量的黄土滑坡,对黄土滑坡破坏特征的研究有利于黄土滑坡的预测预报。通过物理模拟实验再现了这类滑坡的破坏过程,利用电镜扫描并借助图像处理软件分析了坡体破坏过程中的土体微结构变化特征,并结合直剪试验研究了土体强度变化特征。得到了以下结论,破坏前黄土颗粒的孔隙率在20%~22%之间,破坏后的黄土颗粒孔隙率13%左右。破坏后的黄土强度低于破坏前,内聚力C、内摩擦角φ均降低。黄土破坏时,颗粒结构重新排列,颗粒间胶结物肢解分散,是孔隙率降低的主要原因。黄土破坏时颗粒结构的改变导致孔隙水压力突增,与宏观变形破坏特征具有一致性,这说明微结构变形破坏特征具有突发性。     

黄土填方边坡物理模拟过程中微结构变形破坏特征研究

在黑方台地区,常年发生大量的黄土滑坡,对黄土滑坡破坏特征的研究有利于黄土滑坡的预测预报。通过物理模拟实验再现了这类滑坡的破坏过程,利用电镜扫描并借助图像处理软件分析了坡体破坏过程中的土体微结构变化特征,并结合直剪试验研究了土体强度变化特征。得到了以下结论,破坏前黄土颗粒的孔隙率在20%-22%之间,破坏后的黄土颗粒孔隙率13%左右。破坏后的黄土强度低于破坏前,内聚力C、内摩擦角Φ均降低。黄土破坏时,颗粒结构重新排列,颗粒间胶结物肢解分散,是孔隙率降低的主要原因。黄土破坏时颗粒结构的改变导致孔隙水压力突增,与宏观变形破坏特征具有一致性,这说明微结构变形破坏特征具有突发性。     

结构性黄土扭剪特性及联合强度破坏应力修正算法

 中国西北地区存在大量的陡峭黄土边坡,降雨或扰动均会导致黄土的结构性大大降低,可能导致滑坡的产生。通过新型扭剪强度测试仪分析了结构性黄土在扭剪试验过程中的破坏特征,基于扭剪试验结果对可以综合考虑结构性黄土抗拉及抗剪特性的联合强度公式进行了验证,并基于联合强度研究了土体破坏应力的修正算法。结果表明,原状黄土、重塑黄土的破坏扭矩随含水率增大而逐渐减小,且原状黄土的破坏扭矩大于重塑黄土;扭剪强度试验中破坏应力圆与联合强度破坏线相切,验证了联合强度公式具有合理的试验基础;基于联合强度提出的土体破坏应力修正算法,可为黄土边坡灾害评价提供更加切合实际的强度理论。     

粉煤灰-石灰改良黄土与压实黄土强度特性对比分析

基于TSZ-3型应变控制式三轴剪切仪,在不同固结围压条件下对不同压实度粉煤灰-石灰改良黄土和压实黄土进行了常规三轴加载试验,研究了竖向加载条件下改良黄土和压实黄土的应力-应变演化关系、强度特性及其破坏方式的差异.研究结果表明:改良黄土的应力-应变曲线以软化型为主,屈服即意味着破坏;压实黄土全部为应变硬化型,可用双曲线描述,属于渐进屈服破坏.固结围压和压实度均会对压实和改良黄土的强度产生较大影响,两者之间的耦合关系共同决定黄土的强度.改良黄土的黏聚力值均远大于压实黄土,内摩擦角略微大于压实黄土;改良黄土在剪切前期强度增长较大,压实黄土的强度随着剪切变形的发展逐步发挥.三轴竖向加载条件下,改良黄土呈脆性滑移破坏形式,压实黄土呈剪缩侧胀破坏.     

黄土滑坡类型及变形破坏机制

中国西北黄土高原地区滑坡灾害十分发育,按滑体岩土组成和滑面发育位置,黄土地区的滑坡可划分为黄土层内滑坡、黄土接触面滑坡、黄土-泥岩顺层滑坡、黄土-泥岩切层滑坡四种基本类型。在此基础上。本文对四类黄土滑坡的变形破坏机制进行了系统研究,主要包括滑移-拉裂型、滑移-压致-拉裂型、滑移—拉裂-剪断型三类,归纳总结了不同黄土滑坡对应的变形破坏机制。这些基本规律对黄土滑坡研究和防治、滑坡灾害预测有-定指导意义和实用价值。     

强夯地基黄土的动力特性参数及其与振动频率的关系

对非饱和的（特别是低湿度的）经强夯处理的黄土,在较高频率动载条件下的动力特性进行了试验研究,得出了强夯地基黄土动力特性参数与振动频率之间的一些关系。     

土初始状态结构性定量化的研究与验证

土的初始结构性综合反映了初始颗粒联结特征和初始颗粒排列特征。本文通过重塑饱和的方法来破坏原状土的初始结构性,用原状土的无侧限抗压强度与重塑饱和土的无侧限抗压强度的比值,定义一个反映土初始结构性的参数m_(is),分析了该参数与黄土基本物性指标、力学特性指标的关系。结果表明:粒度、密度、湿度是影响初始结构性的主要因素,同时,粒度、密度、湿度、初始结构性具有相关性;该参数具有很好的实用性。     

不同含水量下原状黄土的动力变形特性

通过在不同固结应力条件下对不同湿度西安原状黄土的动三轴实验,研究了不同湿度原状黄土的动应力应变关系、动模量、阻尼比特性。实验结果表明:①在不同固结应力条件下,不同湿度原状黄土的动应力应变关系符合双曲线模型,固结应力条件、含水量变化对动应力应变关系有明显的影响,但对动剪切模量比与动剪应变比关系基本没有影响;②不同含水量下模型中起始动剪切模量、最大动应力两个参数和固结平均主应力与固结应力比两者之积之间均有良好的幂函数关系,且对不同固结应力状态可以归一,而此幂函数关系式的系数与含水量之间也呈幂函数关系;③原状黄土的动阻尼比随动应变的增大而呈逐渐上升的趋势,阻尼比与动应变关系在半对数坐标系中呈线性关系,且对不同固结应力条件和不同含水量可以近似归一。     

非饱和黄土抗拉强度的研究

分析了非饱和黄土抗拉强度的来源,研究了非饱和黄土抗拉强度的特性,结果表明：密度和含水量是非饱和黄土抗拉强度的主要影响因素;百饱和黄土在拉应力下的破坏一般为脆性破坏;抗拉强度与初始含水量呈幂函数关系;试样破坏时的极限拉应变随初始含水量的增大而变大。     

重复荷载作用下非饱和黄土的动力特性研究

通过对神河高速非饱和黄土在不同围压下进行振动三轴试验,测定了非饱和黄土的动弹性模量和阻尼比,以及黄土的动本构关系。结果表明,动弹性模量随动应变值增大而减小;在相同固结比条件下,动弹性模量随固结压力值增大而增大;随着动应变增大,非饱和黄土的阻尼比随之增大;非饱和黄土的动应力-动应变关系可近似用双曲线模型表达。同时分析了动弹性模量随动应变的规律,进一步验证动三轴试验中动弹性模量的变化规律的合理性。     

磐安结构性黄土的构度及动强度衰减特性

 以磐安黄土为样本,基于无侧限单轴抗压试验得到的磐安黄土构度指标,分析了原状黄土与重塑黄土的结构性差异;通过动三轴试验,对原状黄土、重塑黄土在天然含水率、饱和含水率条件下的动强度衰减特性进行了对比研究。结果表明,天然含水率的原状黄土及重塑黄土均具有较强的结构性,原状黄土的结构性更强,其动强度明显高于重塑黄土的动强度;虽然饱和过程使得原状黄土的动强度大大降低,但饱和原状黄土的动强度仍高于饱和重塑黄土的动强度,且饱和原状黄土的动孔压增长趋势明显慢于饱和重塑黄土;具有较强结构性的黄土,其动强度曲线不会出现归一化。     

地震时饱和黄土边坡的失稳模式分析

考虑到地震荷载作用下饱和黄土的孔隙水压力增长模式及液化规律,建立了饱和黄土无限边坡的动力稳定性分析模型。分析结果表明,此类边坡的失稳可分为液化型失稳和滑动型失稳两种基本形式,并给出了二者的判别指标。     

用动三轴和原位波速试验测定黄土的动力性状

本文通过西安地区黄土的动三轴试验和原位波速试验,讨论了影响黄土剪切波波速的主要因素以及剪切波速随深度变化的规律;同时提出了黄土用动三轴试验和原位波速试验测定的动剪切模量之间的相关关系。     

祁临高速公路强夯振动压实黄土的力学性质分析

目的为黄土地带高速公路建设提供黄土动力学依据和优选新的施工法。方法以山西境内祈临高速公路北张沟高填路段为例,主要从黄土的结构特点和力学性质上分析,并通过现场及室内实验论证,综合比新法与常规法的异同点。结果强夯压实法在黄土地基加固处理中具有合理性与有效性,随着夯击能量的增大,压缩模量显著增大;击数越大,强度增长幅度也越大,但击实功过大会使试件的初期强度降低;压实力大于300 kPa时,随龄期变化很明显;静力触探结果表明强夯压实后黄土强度显著提高。结论强夯振动压实法简单、实用,能快速有效地提高黄土地基和路基的强度,确保工程实施的安全性。     

强夯处理湿陷性黄土的应用

结合工程实例,从地基特点、强夯施工工艺及技术参数、检测结果3个方面介绍了高能级强夯法在处理湿陷性黄土和回填土中的应用,并对施工中的问题进行了分析,指出了强夯处理湿陷性黄土的效果。     

多种空间滑动面及其强度准则对结构性黄土的适应性分析

结合不同结构性原状黄土的真三轴试验,开展多种空间滑动面上强度变化规律的研究,分析不同动态空间滑动面准则对不同结构性原状黄土强度的适应性。从反映复杂应力对空间滑动面的影响及空间滑动面可能存在变化范围角度出发,在分析已有强度准则空间滑动面的基础上,进一步提出考虑微结构特征的空间滑动面,建立其相应的强度准则。通过分析几种不同结构性原状黄土在各个动态空间滑动面上的抗剪应力和法向应力关系,结果表明,两种动态空间滑动面随着剪切应力的变化其法向也在变化,这更能反映土剪切过程中剪切面的不断变化。两种动态空间滑动面准则都能一定程度上反映不同结构性原状黄土的破坏。与不同结构性黄土的强度变化规律比较,表明3■σ动态空间滑动面强度准则更适合描述不同结构性黄土的强度规律。     

高原黄土动力特征研究

总结了高原黄土动力特性研究成果，提出了今后该研究方向，供同行参考。     

强夯加固湿陷性黄土路基的瞬态动力数值模拟

用有限单元法数计算了黄土路基单点多次夯击过程,在算例中给出了邯长高速公路夯击过程中地基内各点的应力、位移变化规律,并将计算结果与强夯法施工现场的测试结果作了比较.结果表明:模拟计算较好地反映了路基土体在强夯加固过程中的物理、力学参量的变化规律.